DE3915336C2 - Getriebeteil und Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verwendung eines solchen Getriebeteiles - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebeteil aus einem sektorförmigen Blechgrundkörper, der einen einstückigen, bogenförmig abgewinkelten Flanschvorsprung aufweist und der mit einer Verzahnung entlang einer Außenfläche des Flanschvorsprung versehen ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Getriebeteiles aus einem Rohling aus dünnwandigem Material mit einer Verzahnung und darüber hinaus die Verwendung eines derartigen Getriebeteiles.

Um die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problemstellung zu verdeutlichen, wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 eine Sitzverstellvorrichtung bzw. Umlegeinrichtung für die Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes erläutert, bei der ein herkömmliches Getriebeteil praktisch angewandt wird.

Die Sitz-Umlegvorrichtung 1 umfaßt ein Grundteil 2, das an einem Sitzkissenteil (nicht gezeigt) befestigt ist. Eine Schwenkwelle 3 ist mit dem Grundteil 2 fest verbunden, die durch eine Öffnung 5b eines verzahnten oberen Teiles 5 hindurchgeht. Das verzahnte obere Teil 5 ist an einem Schwenkarm 4 befestigt, der seinerseits an einem unteren Abschnitt einer Sitzrückenlehne (nicht gezeigt) befestigt ist. Somit ist die Rückenlehne des Sitzes um die Schwenkwelle 3 relativ zu dem Sitzkissenteil schwenkbar und umklappbar. Die Zähne bzw. die Verzahnung des oberen Teiles ist durch das Bezugszeichen 5a bezeichnet. In Verriegelungseingriff mit den Zähnen 5a des oberen Teiles 5 ist ein verzahntes unteres Teil 7 in Eingriff bringbar, das schwenkbar um einen Schwenkbolzen 6 durch das Grundteil 2 gelagert ist. Durch das Bezugszeichen 7a sind die Zähne bzw. ist die Verzahnung des unteren Teiles bezeichnet und 7b bezeichnet eine Öffnung, durch die der Schwenkbolzen 6 hindurchgeht. Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist eine geeignete Vorspanneinrichtung, wie z. B. eine Feder od. dgl., im Rahmen des verzahnten unteren Teiles 7 vorgesehen, um dieses gegen das verzahnte obere Teil 5 vorzuspannen. Somit wird üblicherweise die Sitzrückenlehne in einem verriegelten Zustand in einer gewünschten Winkellage relativ zu dem Sitzkissenteil gehalten. Wenn jedoch das verzahnte untere Teil 7 aus dem Verriegelungseingriff mit dem verzahnten oberen Teil 5 entgegen der Kraft der Vorspanneinrichtung gelöst wird, kann die Sitzrückenlehne frei relativ zu dem Sitzkissenteil schwenken.

Es ist bekannt, daß dann, wenn ein Benutzer des Sitzes mit seinem Rücken gegen die Sitzrückenlehne drückt, eine beträchtliche Belastung auf die verriegelnd im Eingriff befindlichen Verzahnungen 5a und 7a des oberen und unteren Zahnkörperteiles 5 und 7 aufgebracht wird. Um diesen beträchtlichen Belastungen zu widerstehen, sind bisher das obere und untere Zahnkörperteil 5 aus einer verhältnismäßig dicken Metallplatte hergestellt worden, z. B. unter Anwendung des sogenannten Zahnkörper-Warmwalzverfahrens oder -Warmrollverfahrens (hot gear rolling method). Bei dem vorerwähnten Zahnkörper-Warmwalz- oder -Warmrollverfahren wird eine verzahnte Form bzw. ein verzahntes Gesenk verwendet, das gedreht wird, um kontinuierlich seinen verzahnten Arbeitsbereich gegen einen Umfangsabschnitt einer Grundmetallplatte zu pressen, an der die Zähne ausgebildet werden sollen.

Infolge der Eigenheiten dieses Verfahrens ist es jedoch schwierig, jeden Zahn des erzeugten Zahnkörpers mit einer zweiseitigen Symmetrie zu versehen. D.h., daß dieses Verfahren, wie in Fig. 7 gezeigt ist, dazu neigt, die Winkel A und B jedes Zahnes 10 nicht gleichmäßig auszuführen, wobei jeder Winkel A oder B zwischen einer Mittelebene 100, die sowohl durch eine (nicht gezeigte) Krümmungsmitte der Verzahnung und eine Spitze des Zahnes 10 hindurchgeht und einer Seitenebene 100A oder 100B, die eine Vorder- oder Rückseite des Zahnes 10 enthält, gebildet bzw. definiert wird. Außerdem verursacht die Verwendung einer dickeren Metallplatte nicht nur erhöhte Herstellungskosten für die verzahnten Teile, sondern erhöht auch das Gewicht des Gesamtaufbaus der Rückenlehnen-Umklappvorrichtung.

Diesbezüglich ist aus dem in der DE 35 21 730 C2 dargestellten Schwenkmechanismus eine sektorförmige Grundplatte bekannt, an deren bogenförmiger Außenkante eine Verzahnung ausgebildet ist. Mit der Verzahnung an der Außenkante der sektorförmigen Platte kann eine Raste eines Sperrklinkenelementes in Eingriff gebracht werden, wenn das Sperrklinkenelement zur sektorförmigen Platte hin verschwenkt wird. Die mit einer Sitzrückenlehne fest verbundene sektorförmige Platte wird dadurch in einen verriegelten Zustand in einer gewünschten Winkellage gehalten. Da die Belastung auf die verriegelnd im Eingriff befindlichen Verzahnungen aufgrund der ungünstigen Hebelverhältnisse sehr hoch ist, ist die sektorförmige Platte sehr dick ausgebildet, um einer übermäßigen Flächenpressung an den Zahnflanken oder gar einem Abscheren der Verzahnung vorzubeugen. Dadurch bedingt wird die sektorförmige Platte sehr schwer und darüber hinaus ist eine Zahngeometrie mit hoher Präzision nur verhältnismäßig teuer zu fertigen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Getriebeteil der eingangs genannten Art zu schaffen, das trotz seiner verhältnismäßig geringeren Materialdicke mit einer exakten Eingriffsverzahnung hinreichender Eingriffsbreite versehen werden kann, wobei zugleich die Zahngeometrie mit hoher Präzision ausgebildet werden kann und das Getriebeteil für Einstellgetriebe verwendet werden kann, die zur Gewährleistung einer bestimmten Rastposition verhältnismäßig starken Beanspruchungen ausgesetzt sind. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Getriebeteil aus einem Rohling dünnwandigen Materials anzugeben, durch das bei hinreichender Eingriffsbreite die Zahngeometrie mit hoher Präzision, billig und schnell gefertigt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe hinsichtlich des Getriebeteiles dadurch gelöst, daß die Verzahnung auf dem Flanschvorsprung der sektorförmigen Grundkörper preßumgeformte Zähne aufweist, wobei linke und rechte Zahnhälften zueinander symmetrisch ausgebildet sind.

Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung eines Getriebeteiles wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Abfolge folgender Verfahrensschritte gelöst:
Herstellen eines sektorförmigen Rohlings mit einem Grundkörper und einem entlang eines Umfangsabschnittes an diesem integral einstückig ausgebildeten bogenförmigen Flanschvorsprung,
Einsetzen des Rohlings in ein an die Außenkontur des Rohlings zumindest teilweise angepaßtes erstes Gesenk, das einer Außenfläche des Flanschvorsprunges zugewandt gegenüberliegend einen Verzahnungsgesenkabschnitt aufweist und eine Innenseite des Flanschvorsprunges druckfest abgestützt ist, wobei der Flanschvorsprung mit einem Preßrand in der Ebene des Flanschvorsprunges über das erste Gesenk hinaus vorsteht,
Pressen des Preßrandes des Flanschvorsprunges in der Ebene des Flanschvorsprunges und Preßumformen des Flanschvorsprunges unter Fließen von Flanschmaterial, im wesentlichen rechtwinklig zur Preßrichtung in den Verzahnungsgesenkabschnitt.

Zum einen weist das Getriebeteil trotz der dünnwandigen und dadurch leichten Ausbildung eine präzise Zahngeometrie und hohe Stabilität auf, zum anderen ermöglichen die oben genannten Verfahrensschritte trotz hoher Präzision eine billige Fertigung des Getriebeteiles mit nur kurzer Durchlaufzeit. Überdies bringt es einen großen Vorteil mit sich, das Getriebeteil als Verzahnungskörper einer Rückenlehneneinstellvorrichtung für Kraftfahrzeuge zu verwenden, da es dadurch ermöglicht wird, die Einstellvorrichtung gewichtsmäßig zu reduzieren sowie den Neigungswinkel der Rückenlehne präzise und stabil einzustellen.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Fahrzeugsitz- Umklappvorrichtung, in der ein Getriebeteil nach der vorliegenden Erfindung praktisch angewandt wird,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines sektorförmigen Metallteiles, an dem die Getriebe- bzw. Verzahnungs­ anordnung nach der vorliegenden Erfindung erzeugt wird,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung einer Pressenvorrich­ tung, durch die das Getriebeteil nach der vorlie­ genden Erfindung hergestellt wird,

Fig. 4 eine Teilschnittdarstellung der Pressenvorrichtung in einem Zustand, in dem der Verzahnungsaufbau nach der vorliegenden Erfindung gerade hergestellt wird,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Getriebeteiles nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 eine Explosionsdarstellung einer Sitz-Umklappvor­ richtung, bei der eine herkömmliche Getriebeanord­ nung verwendet wird, und

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittdarstellung der Verzahnung einer herkömmlichen Getriebeanordnung bzw. eines herkömmlichen Verzahnungskörpers.

Bezug nehmend auf Fig. 1 ist in dieser eine Sitz-Umklappvorrichtung 11 gezeigt, an der ein Getriebeteil nach der vorliegenden Erfindung praktisch angewandt wird.

Die Sitz-Umklappvorrichtung 11 umfaßt allgemein ein Grundteil 12, befestigt an einem Sitzkissenteil (nicht gezeigt), eine Schwenkwelle 13, befestigt an dem Grundteil 12 und einen Schwenkarm 14, befestigt an einem Sitzrückenlehnenteil (nicht gezeigt) und schwenkbar gelagert durch die Schwenkwelle 13.

Der Schwenkarm 14 hat an seinem unteren Ende ein verzahntes Getriebeteil 15, das an diesem angeschraubt ist. Ein verzahntes unteres Teil 17 ist schwenkbar durch einen Bolzen 16 mit dem Grundteil 12 verbunden. Eine Spiralfeder 18 ist zwischen dem Grundteil 12 und dem Schwenkarm 14 angeordnet, um den Schwenkarm 14 nach vorn, d. h. in Fig. 1 nach links vorzuspannen.

Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, umfaßt das verzahnte Getriebeteil 15 einen sektorförmigen Grundkörper 20 mit einem bogenförmigen Flansch 21, der an seiner Außenfläche mit Zähnen bzw. einer Verzahnung 22 versehen ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das verzahnte untere Teil 17 an seiner oberen Seite mit Zähnen bzw. einer Verzahnung 24 versehen, das verriegelnd mit den Zähnen 22 des verzahnten Getriebeteils 15 in Eingriff bringbar ist. Ein Nocken 29, der an einem Betätigungshebel 26 getragen ist, ist gleitbar mit dem verzahnten unteren Teil 17 in Eingriff. Der Betätigungshebel 26 wird schwenkbar durch das Grundteil 12 gelagert. Mit dem Bezugszeichen 30 ist eine Feder bezeichnet, die den Betätigungshebel 26 in einer Richtung vorspannt, um den Nocken 29 zu veranlassen, das verzahnte untere Teil 17 gegen die Zähne 22 des verzahnten Getriebeteiles 15 zu pressen. Somit wird üblicherweise die Rückenlehne des Sitzes verriegelt in einer bestimmten, gewünschten Winkellage relativ zu dem Sitzkissenteil gehalten. Wenn jedoch der Betätigungshebel 26 in der anderen Richtung, entgegen der Kraft der Feder 30 verschwenkt wird, werden die Zähne 24 des verzahnten unteren Teiles 17 von den Zähnen 22 des verzahnten Getriebeteiles 15 gelöst. In diesem Zustand kann die Sitzrückenlehne frei relativ zu dem Sitzkissenteil verschwenkt werden.

Nachfolgend werden die Schritte zur Herstellung des verzahnten Getriebeteiles 15 unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläutert.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird ein sektorförmiger Rohling 15′ aus einer geeigneten Metallplatte ausgeschnitten, die einen sektorförmigen Grundkörper 20′ und einen bogenförmigen Flanschvorsprung 21′ aufweist. Der Grundkörper 20′ ist mit einer Öffnung 32, begrenzt durch einen Kragen 34, versehen. Wie aus Fig. 1 verständlich ist, nimmt die Nabenöffnung 32 die Schwenkwelle 13 auf, die durch sie hindurchgeht. Somit bildet die Öffnung 32 eine Achse, um die der sektorförmige Rohling 15′ drehbar ist.

Anschließend wird, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, der Rohling 15′ in eine Pressenvorrichtung zur Ausbildung des Verzahnungsabschnittes eingelegt. Die Pressenvorrichtung umfaßt ein erstes Gesenk 41 mit einer in diesem ausgebildeten Ausnehmung 41a, einen Grundkörper oder ein zweites Gesenk 43, ein bogenförmiges Bankgesenk 45 und eine obere Form 49 (s. Fig. 4). Die Ausnehmung 41a des ersten Gesenk 41 ist so gestaltet, daß sie mit der Form des Rohlings 15′ übereinstimmt, der preßverformt werden soll. Das zweite Gesenk 43 hat eine bogenförmige Umfangswandung 43a, die so gestaltet ist, daß sie mit der Form einer Innenwand des bogenförmigen Flanschvorsprungs 21′ des Rohlings 15′ übereinstimmt. Das bogenförmige Bandgesenk 45 hat an seiner bogenförmigen Innenwandung eine Mehrzahl von Zähnen 47. Jeder Zahn 47 des bogenförmigen Bandgesenkes 45 erstreckt sich rechtwinklig zu einer Richtung, in der sich in seiner Haupterstreckung das bogenförmige Bandgesenk 45 erstreckt, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.

Zuerst wird der sektorförmige Rohling 15′ in die Ausnehmung 41a des ersten Gesenks 41 eingelegt, derart, daß der bogenförmige Flanschvorsprung 21′ aufwärts gerichtet ist. Anschließend wird das zweite Gesenk 43 auf den Rohling 15′ aufgesetzt und derart festgelegt, daß die bogenförmige Umfangswand 43a des zweiten Gesenkes 43 in engem Kontakt mit dem bogenförmigen Flanschvorsprung 41′ des Rohlings 15′ ist. Anschließend wird das bogenförmige Bandgesenk 45 in einen bogenförmigen Raum gedrückt, der zwischen der Außenwand des bogenförmigen Flanschvorsprunges 21′ des Rohlings 15′ und einer entsprechenden, zugehörigen Innenwand der Ausnehmung 41a des ersten Gesenkes 41 gebildet ist.

In diesem Zustand steht, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, der bogenförmige Flanschvorsprung 21′ des Rohlings 15′ geringfügig von den übrigen Teilen nach außen vor. Anschließend wird die obere Form 49 gegen das erste Gesenk 41 nach unten gepreßt, so daß der bogenförmige Flanschvorsprung 21′ gepreßt wird. Somit wird der bogenförmige Flanschvorsprung 21′ gezwungen, an seiner Außenfläche geschmiedete bzw. preßumgeformte Zähne 22 zu bilden (s. Fig. 5), und zwar infolge der Ausbildung und Anordnung des verzahnten, bogenförmigen Bandgesenkes 45.

Es wird darauf hingewiesen, daß die geschmiedeten bzw. preßumgeformten Zähne 24 des verzahnten unteren Teiles 17 durch Anwendung im wesentlichen des gleichen Verfahrens erzeugt werden.

Durch die Erfindung werden insbesondere folgende Vorteile erreicht:
Da das die Verzahnung bildende bogenförmige Bandgesenk 45 während des Umformvorganges stationär gehalten wird, wird jedem Zahn 22, der auf dem bogenförmigen Flanschvorsprung 21′ des Rohlings 15′ ausgebildet wird, eine zweiseitige Symmetrie verliehen, im Gegensatz zu dem Fall der Anwendung der vorerwähnten herkömmlichen Methode. Da ein verhältnismäßig breiter oder dicker Verzahnungsabschnitt 22 des Getriebeteiles 15 aus einer verhältnismäßig dünnen Metallplatte erzeugt werden kann, kann eine wirtschaftliche Produktion derartiger Verzahnungskörper bzw. Getriebeelemente, insbesondere zur Verwendung in Fahrzeugsitz-Klappvorrichtungen, erfolgen.

Claims (5)

1. Getriebeteil aus einem sektorförmigen Blechgrundkörper, der einen einstückigen, bogenförmig abgewinkelten Flanschvorsprung aufweist und der mit einer Verzahnung entlang einer Außenfläche des Flanschvorsprunges versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (22) auf dem Flanschvorsprung (21) preßumgeformte Zähne aufweist, wobei linke und rechte Zahnhälften zueinander symmetrisch ausgebildet sind.

2. Getriebeteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sektorförmige Grundkörper (20) mit einer durch einen Kragen (34) begrenzten Öffnung (32) versehen ist, die eine Schwenklagerung für eine Achse bildet, um die der Grundkörper (20) schwenkbar ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Getriebeteiles aus einem Rohling aus dünnwandigem Material mit einer Verzahnung, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

• - Herstellen eines sektorförmigen Rohlings (15′) mit einem Grundkörper (20′) und einem entlang eines Umfangsab­ schnittes an diesem integral einstückig ausgebildeten bogenförmigen Flanschvorsprung (21′),
• - Einsetzen des Rohlings (15′) in ein an die Außenkontur des Rohlings zumindest teilweise angepaßtes erstes Gesenk (41), das einer Außenfläche des Flanschvorsprungs (21′) zugewandt gegenüberliegend einen Verzahnungsgesenkabschnitt (47) aufweist und eine Innen­ seite des Flanschvorsprungs (21′) druckfest abgestützt ist, wobei der Flanschvorsprung (21′) mit einem Preßrand in der Ebene des Flanschvorsprungs (21′) über das erste Gesenk (41) hinaus vorsteht,
• - Pressen des Preßrandes des Flanschvorsprungs (21′) in der Ebene des Flanschvorsprungs (21′) und Preßumformen des Flanschvorsprungs (21′) unter Fließen von Flanschmaterial, im wesentlichen rechtwinklig zur Preßrichtung in den Verzahnungsgesenkabschnitt (47).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (15′) in ein stationäres erstes Gesenk (41) eingelegt, anschließend ein bewegliches zweites Gesenk (43) zur Abstützung der Innenseite des Flanschvorsprungs (21′) eingesetzt und zwischen der Außenfläche des Flanschvorsprunges (21′) und einem im Abstand zu dieser formähnlich ausgebildeten Gegenfläche (41a) des ersten Gesenkes (41) ein Bandgesenk (45) eingesetzt wird, das an seiner, der benachbarten Außenfläche des Flanschvorsprunges (21′) zugewandten Innenfläche einen Verzahnungsgesenkabschnitt (47) aufweist und sich mit einer Rückseite gegen das erste Gesenk (41) abstützt.

5. Verwendung des Getriebeteiles nach Anspruch 1 als Verzahnungskörper einer Rückenlehnen-Einstellvorrichtung für Kraftfahrzeugsitze.